Беспроводной доступ последней мили


PDF версия

Данный информационный материал является продолжением статьи «Технология Ethernet + WLAN Plus» (см. ЭК2, 2008 г.), в которой на практическом примере был дан краткий обзор перспектив развития телекоммуникационных технологий с высоким уровнем интеграции комплексных услуг. В этой публикации приводятся данные о внедрении беспроводного доступа последней мили на базе конкретного оператора.


Введение

Цифровые города развиваются во всем в мире. Они обеспечивают населению информационную среду для повседневного пользования. Ключевым элементом развития городов и улучшения качества жизни являются широкополосные услуги. Местное самоуправление играет все более значительную роль в совершенствовании устойчивых широкополосных услуг, особенно в сельских местностях, которые не очень привлекательны для коммерческих операторов из-за нерентабельности капиталовложений в широкополосную инфраструктуру. Следовательно, именно местное самоуправление должно поощрять развитие широкополосного доступа, обеспечивая гражданам информационные услуги и определяя политику и программы, стимулирующие введение приемлемых широкополосных услуг на местном уровне. Предлагаемая компанией «Тольятти Телеком» сеть доступа с доведением оптического кабеля до жилых зданий, производственных и отдельных строений может оказать помощь городским властям и коммунальным предприятиям в реализации оптоволоконных сетей доступа, которые позволят создать конкурентные условия между всеми поставщиками услуг на рынке телекоммуникаций.
Построение цифрового города позволит местному самоуправлению добиться следующих целей:
– уменьшить расходы городской власти, повысив эффективность ее работы;
– повысить удовлетворенность и качество жизни граждан;
– обеспечить большее число услуг для граждан и деловых субъектов;
– ускорить экономическое развитие городов;
– увеличить конкурентоспособность городов;
– повысить общую безопасность и степень защищенности граждан;
– стимулировать рост и массовость широкополосного доступа, т.е. использование интернета;
– снизить расходы операторов и поставщиков услуг;
– создать инфраструктуру многоцелевой универсальной службы городской администрации.

Концепция

Абонентская сеть доступа — структура, соединяющая поставщика услуг с пользователем. Аппаратура связи определяет маршруты и коммутирует информацию в городской сети. На этот узел приходится большая часть средств финансирования оператора. Методы и решения с использованием технологии передачи DSL, E1/E3 сегодня уже не устраивают операторов в силу отсутствия ее гибкости в наращивании емкости передаваемой информации.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) — пассивная оптическая сеть, функционирующая в режиме «точка – много точек».
BPON (Broadband Passive Optical Network) — широкополосная пассивная оптическая сеть.
EPON (Ethernet Passive Optical Network) — пассивная оптоволоконная сеть на основе Ethernet.
OLT (Optical Line Termination) — оконечное оборудование оптической линии.
ONU (Optical Network Unit) — блок сети оптической связи.
МАС — уникальный идентификатор сетевого устройства Ethernet.
HDTV (High Definition Television) — телевидение высокой четкости.
802.11а/g, 802.11n — набор стандартов связи в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц.
ATM (Asynchronous Transfer Mode) — асинхронный режим передачи.
TDM (Time Division Multiplexing) — мультиплексирование с разделением времени.
Сплиттер — устройство, предназначенное для разделения сигнала на первой промежуточной частоте.

Выходом из такого положения может служить применение технологии Ethernet, поддерживающей все виды информации — видео, данные, голос — и позволяющей программно изменять скорость доступа. Технология Ethernet не ограничена средой передачи и работает как по медному и оптическому кабелям, так и в радиоканале. Кроме того, обеспечивается совместимость оборудования различных компаний изготовителей, что удобно для поставщиков услуг. Доступ определен тремя основными видами этой технологии:
– точка-точка по медной линии;
– точка-точка по оптоволокну и радиоканалу;
– точка-многоточка по оптоволокну и радиоканалу.
Современный стандарт GEPON является примером решения многоточечного режима. Один порт GEPON-коммутатора позволяет подключить по одному волокну до 32 GEPON-модемов со скоростью передачи до 1 Гбит/с.
Основные преимущества оптоволоконной сети GEPON, по сравнению с традиционной технологией DSL, E1/E3:
1. Модульность конструкции, что позволяет менять интерфейсы при изменении функций.
2. Развитое ПО с обширным меню.
3. Поддержка высоких скоростей входного информационного потока.
4. Работа с более информационными видами модуляции.
5. Наличие встроенных измерителей достоверности приема.
6. Возможность дистанционного (через интернет) управления или замены ПО через спутниковый канал.
7. Повышенная надежность и наработка на отказ.
8. Меньшая излучаемая мощность, необходимая для обеспечения той же зоны покрытия (или большая устойчивость к шумам и помехам при той же мощности).
9. Лучшее качество передачи.
10. Возможность одновременной передачи вспомогательной информации.
11. Масштабируемость.
12. Гибкость архитектуры.
13. Обеспечение качества обслуживания.
14. Управление сервисами.
В сети GEPON присутствуют два основных звена: линейный терминал на стороне оператора (OLT) и сетевое устройство на стороне абонента (ONU). Переданные от терминала кадры получают все абонентские устройства, а извлекаются из сети только те, МАС-адрес которых совпадает с указанным в кадре МАС-адресом (специальный идентификатор). Типовая схема обмена состоит из трех звеньев: OLT, сплиттера, ONU. Обратный поток образуется из потоков данных, которые генерируются различными абонентскими устройствами (см. рис. 1 и 2).

Рис. 1. Прямой поток
Рис. 2. Обратный поток
Внедрение

Технология GEPON применяется для организации оптических каналов, связанной с прокладкой оптоволоконного кабеля вплоть до конкретного абонента. Эффективность этого решения зависит от многих факторов, и главный из них — себестоимость подключения абонентов по оптической линии. Стоимость прокладки волокна по дому может достигать 500 долл. Цель этой статьи — показать, как на практике оператор «Тольятти Телеком» обеспечивает доставку информации к абоненту в беспроводном варианте. В данном случае в качестве беспроводного устройства ONU выступает «Терминал-017». На рисунке 3 показана его схема доступа.

Рис. 3. Беспроводная система доступа на объекте

Устройства Терм-027 и Терм-027.1 разработаны на базе микросхем MtW817x — MIMO 2×3 MAC/BB и MtW815x — MIMO 2×3 RFIC.
С распространением Ethernet в городских сетях проблема последней (или первой, если смотреть со стороны абонента, а не поставщика услуг) мили, узкого места между локальными и магистральными сетями или частными клиентами и сетями общего пользования, приобретает еще один аспект, связанный с необходимостью преобразования в иные формы трафика, который нередко начинается и заканчивается в сети Ethernet. Зачем нужны массовые (домашние) локальные сети с пропускной способностью свыше 100 Мбит/с? Ответ очевиден — для трансляции мультимедийных данных. В настоящее время востребованы беспроводные сети с возможностью передачи высокоскоростных видеопотоков, в т.ч. в формате HDTV, причем в пределах всей квартиры/дома, а не одной комнаты. Современные мультимедийные приложения уже требуют скоростей передачи порядка 60 Мбит/с (для трансляции трех потоков HDTV) и, что немаловажно, с высокой надежностью и качеством. Существующие WiFi-технологии с этой задачей не справляются. Несмотря на то, что номинальная скорость стандартов IEEE 802.11а/g — 54 Мбит/с, реальная пропускная способность таких сетей не превышает 25 Мбит/с, причем на расстояниях не более 10 м в зоне прямой видимос­ти. А в квартире или офисе скорость передачи современных беспроводных сетей зачастую не превосходит 10 Мбит/с. Стандарт 802.11n (ТЕРМ-027) предполагает использование беспроводной связи для передачи, например, от телевизионной приставки (STB) к ТВ-приемнику.
Метод доставки ТВ-сигнала является хорошей альтернативой кабельному, эфирному ТВ и при определенных условиях может оказаться конкурентоспособным. Одним из преимуществ является то, что абонент имеет возможность принимать независимое решение, заказав себе большее число каналов. Еще одним преимуществом является интерактивный доступ — видео по запросу.
Система ТЕРМ-027, в отличие от предыдущих технологий — 802.11a/b/g ТЕРМ-027, доставляет видеосигнал по беспроводной локальной сети.
В таблице 1 приводятся сравнительные характеристики нескольких современных сетевых технологий.

Таблица 1. Сравнительные характеристики сетевых технологий

 

BPON

EPON

GPON

Терм-027 Терм-027.1

Стандарт

ITU-T G.983

IEEE 803.2ah

ITU-T G.984

802.11n 802.11a/b/g

Емкость

Входящее направление до 622 Мбит/с

Симметрично до 1,2 Гбит/с

Входящее направление до 2,5 Гбит/с; исходящее направление до 2,5 Гбит/с

802.11a — 6…54 Мбит/с 802.11b — 1…11 Мбит/с 802.11g — 6…54 Мбит/с 802.1 1n — до 300 Мбит/с

Исходящее направление 155 Мбайт/с

Симметрично до 1,2 Гбит/с

Входящее направление до 2,5 Гбит/с

1490 и 1550

Исходящее направление до Гбайт/с

1310

Длина волны во входящем направлении, нм*

1490 и 1550

1550

1490 и 1550

4,900…5,950 ГГц

Длина волны в исходящем направлении, нм*

1310

Передача

ATM

Ethernet

ATM, Ethernet, TDM

Ethernet

 

Заключение

Таким образом, можно сделать вывод, что разработка и серийное изготовление предлагаемой цифровой системы передачи информации экономически целесообразно, поскольку на рынке существует большая потребность в подобных устройствах.

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *